08汽车行驶系概述与车架

第十九章汽车行驶系概述第十九章汽车行驶系概述组成：车架(Frame)、车桥(Axle)、车轮(Wheel)、悬架(Suspension)。——行驶系是“车”的基本特征。类型：轮式、半履带式、全履带式、车轮履带式。功用：1．接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力；2．承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及转矩；3．缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；4．与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向；第十九章汽车行驶系概述轮式汽车行驶系统轮式汽车行驶系统由车架、车桥、悬架和车轮组成，绝大部分汽车都采用轮式行驶系统。第十九章汽车行驶系概述半履带式汽车行驶系统汽车的后桥采用履带式，前桥用车轮。履带可以减少汽车对地面的比压，控制汽车下陷，履刺还能加强履带与土壤间的相互作用，增加汽车的附着力，提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车。第十九章汽车行驶系概述全履带式汽车前后桥都用履带称为全履带式。第十九章汽车行驶系概述车轮履带式汽车前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式。第二十章车架与承载式车身要求:足够的强度；适当的刚度；质量小、位置低。功用：车架的功用主要是支承连接汽车的各零部件；承受来自车内外的各种载荷。分类：车架的类型主要有边梁式车架、中梁式车架（也称脊骨式车架）和综合式车架3种。第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身单从纵梁形状和结构特点，又可分为周边式车架、X形车架和梯形车架。第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身第一节边梁式车架边梁式车架由两根纵梁和若干根横梁组成。用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。为满足转向轮运动空间和低地板的要求，有不同的纵梁形状。便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车，因此被广泛采用。第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身第二节中梁式车架中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊梁式车架，并且其扭转刚度较大。便于采用独立悬架;车架的制造工艺复杂，保养和修理不便。第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身第三节综合式车架车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。第二十章车架与承载式车身用于竞赛汽车及特种汽车的桁架式车架，由钢管组合焊接而成，这种车架兼有车架和车身的作用。平台式车架是一种将底板从车身中分出来，而与车架组成一个整体的结构，车身通过螺栓与车架相连接。第二十章车架与承载式车身某些高级轿车采用了IRS型车架,后部车架与前部车架用活动铰链连接，后驱动桥总成安装在后车架上，半轴与驱动轮之间用万向节连接。后独立悬架连接在后车架上。这样不仅由于独立悬架可使汽车获得良好的行驶平顺性，而且活动铰链点处的橡胶衬套也使整车获得一定的缓冲，从而进一步提高了汽车行驶平顺性。有些轿车为了减轻车架质量，尽量做到轻量化，采用了半车架。第二十章车架与承载式车身第四节承载式车身大多数轿车和部分大型客车取消了车架，而以车身兼代车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受，这种车身称为承载式车身。第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身第二十章车架与承载式车身第二十一章车桥和车轮第一节车桥第二节车轮和轮胎第二十一章车桥和车轮第二十一章车桥和车轮第一节车桥(Axle)车桥特点车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，两端安装车轮；车桥功用传递车架（或承载式车身）与车轮之间各方向的作用力及其力矩；第二十一章车桥和车轮车桥类型根据悬架结构分：根据车轮的作用分：整体式车桥（非断开式车桥）转向桥断开式车桥驱动桥转向驱动桥支持桥断开式车桥整体式车桥整体式车桥与断开式车桥第二十一章车桥和车轮定义许多轿车和全轮驱动越野车的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为转向驱动桥；组成转向驱动桥主要由主减速器、差速器、万向节、转向节、主销等组成。一、转向驱动桥第二十一章车桥和车轮转向节壳体轮毂轴承主销主销轴承万向节球形支座内半轴外半轴轮毂转向节轴颈差速器主减速器半轴套管转向驱动桥示意图•结构特点与驱动桥、转向桥的主要不同处:半轴分为两段（内半轴、外半轴）,其间用万向节连接。转向节轴颈为中空，让半轴通过。主销分为两段，中间为万向节所占空间。第二十一章车桥和车轮二、转向轮定位(Wheel-groundOrientation)•转向轮定位的功用：保证转向后转向轮（前）轮可以自动回正，以保证汽车稳定的直线行驶功能。•转向轮的定位参数:主销后倾角主销内倾角前轮外倾角前轮前束第二十一章车桥和车轮二、转向轮定位(Wheel-groundOrientation)•转向轮定位参数：主销后倾(Caster)γ作用：保证汽车稳定地直线行驶。原理：主销有一定的后倾角，使主销延长线与地面的交点a向前偏移了一段距离l，转向后地面作用在车轮上的侧向力FY对主销形成一个转矩，该转矩具有使前轮回正的作用。主销后倾角作用示意图YY(侧向力)X(纵向力)主销后倾角γbabX车轮偏转方向回正力矩路面对车轮的侧向力(即汽车转向的向心力）形成车轮的回正力矩。Y(侧向力)b(轮胎接地点)(主销接地点)aa第二十一章车桥和车轮主销内倾(SteeringAxisInclination/KingPinAxisinclination/BallJointAxleinclination)β作用：主销内倾角的作用是：（1）使前轮自动回正；（2）使转向操纵轻便；（3）减小转向盘上的冲击力；原理：车轮偏转时，车轮轴线上移。汽车的重力有使车轮正的作用。主销轴线接地点与轮胎接地点的距离C减小。主销内倾角作用示意图车轮外倾角α主销内倾角βc汽车抬高第二十一章车桥和车轮车轮外倾(Camber)α作用：（1）防止车轮出现内倾；（2）减少轮毂外侧小轴承的受力，防止轮胎向外滑脱；（3）便于与拱形路面接触；车轮外倾使车轮有向外运动的趋势，从而造成轮胎侧滑。要求侧滑量≤5m/km。车轮外倾角作用示意图车轮外倾角α第二十一章车桥和车轮前束(Toe-in)从俯视图看，两侧前轮最前端的距离B小于后端的距离A，（A-B）称为前轮前束。作用：车轮向内运动的趋势抵消车轮外倾使车轮向外运动的趋势。车轮定位参数中，前束是可以调整的。二、转向轮定位(Wheel-groundOrientation)车轮外倾角引起车轮向外运动R上前第二十一章车桥和车轮后轮的外倾角和前束作用：（1）后轮的负外倾角可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性；（2）前束可抵消汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的负前束（前张），减少轮胎的磨损；第二十一章车桥和车轮现代轿车车轮定位角的变化趋势设置后轮定位角（后轮外倾角、后轮前束）后轮前束可抵消前轮驱动力使后轴弯曲而出现的后轮前端外张；后轮负外倾可减小前轮驱动力使后轮前端外张引起的轮胎磨损。后轮负外倾加大了车轮接地点的跨度，可增加汽车横向稳定性；后轮外倾使转向时后轮有合适的侧偏角，以确保不足转向特性。前轮主销后倾角减小甚至变为负后倾角负主销后倾角使路面作用在驱动转向轮上的纵向力产生回正力矩。高速时低压轮胎的接地点后移，本身就具有较大的回正力矩。前轮外倾角为零或为负值，前轮前束相应减小或为负前束；补偿高速转向时车轮外倾的趋势。增大主销内倾角，（形成负偏移距）左右制动力不相等时，可减小制动跑偏现象。前轮驱动力使后轴弯曲负偏移距防止制动跑偏示意图离心力转向时左右车轮外倾角变化不相等第二十一章车桥和车轮三、转向桥(SteeringAxle)•定义转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向；•组成转向桥的结构比转向驱动桥简单，非断开式转向桥主要由前梁、转向节和主销组成。主销固定在前梁拳部；转向节绕主销转动；车轮轮毂支承在转向节轴颈上。第二十一章车桥和车轮•结构前梁(FrontAxle)主销(KingPin)制动底板(BrakePlank)制动鼓(BrakeDrum)轮毂(WheelHub)轮辋(WheelRim)轮胎(Tire)轮毂轴承(WheelBearing)转向桥结构示意图转向节(SteeringKnuckle)第二十一章车桥和车轮四、支持桥(SteeringAxle)既无转向功能又无驱动功能的桥称为支持桥，前置前驱轿车的后桥为典型的支持桥。第二十一章车桥和车轮第二节车轮与轮胎•作用车轮与轮胎的功用是：支承整车；缓和来自路面的冲击力；产生驱动力、制动力和侧向力；产生回正力矩；承担越障提高通过性的作用等；•组成车轮与轮胎又称车轮总成，主要由车轮和轮胎两部分组成。第二十一章车桥和车轮一、车轮(Wheel)•定义车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件，主要由轮辋、轮辐和轮毂组成。轮辋是在车轮上安装和支乘轮胎的部件，轮辐是介于车轴和轮辋之间的支承部件。轮辋和轮辐可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的。•类型按轮辐的构造，车轮可分为辐板式和辐条式两种。1）辐板式组成：辐板、轮辋、挡圈。2）辐条式组成：轮毂、辐条、轮辋。第二十一章车桥和车轮1.辐板式辐板挡圈轮辋气门嘴孔辐板式车轮辐板式大多是由钢板冲压制成或铝合金铸造的，有些事和轮毂铸造成一体的，后者主要用于重型汽车。第二十一章车桥和车轮2.辐条式辐条式车轮的特点是以钢丝辐条或铸造辐条为轮辐。其中钢丝辐条车轮由于价格昂贵，维修安装不便，仅用于赛车和某些高级轿车上。第二十一章车桥和车轮现代汽车的轮辐多种多样，与汽车造型融为一个整体，对整车起到了很好的装饰作用。采用少辐板的轮辐，也有利于制动器的散热。第二十一章车桥和车轮•轮辋型式轮辋轮廓类型：深槽、深槽宽、半深槽、平底、平底宽.全斜底、对开式。轮辋结构型式：一件式、二件式、……五件式。（1）深槽轮辋用于轿车和轻型越野车；（2）平底轮辋用于中型货车；（3）对开式轮辋用于中重型越野车第二十一章车桥和车轮•轮辋型式第二十一章车桥和车轮•轮辋型式轮辋轮廓类型：深槽、深槽宽、半深槽、平底、平底宽.全斜底、对开式。轮辋结构型式：一件式、二件式、……五件式。第二十一章车桥和车轮现有轮辋规格代号见GB/T2933-1995例一4.50Ex16（DC）轮辋轮廓类型代号轮辋名义直径代号轮辋结构形式代号轮缘代号轮辋名义宽度代号例二W10x28（WDC）轮辋轮廓类型代号轮辋名义直径代号轮辋结构形式代号轮辋名义宽度代号宽轮辋代号第二十一章车桥和车轮二、轮胎(Tire/Tyre)•作用：（1）缓冲减振；（2）与路面相互作用产生驱动力、制动力和侧向力；（3）保证汽车通过性；（4）承受汽车重力；•类型和结构：汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同，又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同，还可分为普通斜交胎和子午线胎。第二十一章车桥和车轮1.有内胎的充气轮胎第二十一章车桥和车轮1)轮胎（外胎）各部分的名称结构和功能帘布层帘布层是轮胎的骨架，轮胎的强度主要取决于帘布层的强力，它被称为胎体；胎面和胎侧胎面是轮胎滚动时与路面接触的重要部分。它对保护帘布层，确保轮胎与路面间的摩擦因素，并且发挥有效的制动力和操作性能都是十分钟重要的；带束带束径向压缩,提高周向强度、刚性。缓冲层缓和胎体与胎面间的刚度变化，起缓冲作用，防止胎面与帘布层脱落;胎圈部胎圈的作用是将胎体帘布层的两侧边缘固定以保持内部气压，同时也为了在轮胎穿孔时防止轮胎从轮辋上脱落。帘线加固强化的作用第二十一章车桥和车轮2)普通斜交轮胎各相邻层帘线交叉，且与胎中心线呈小于90°角排列的充气轮胎,称为普通斜交轮胎。帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层帘布用橡胶贴合而成。帘布的帘线与轮胎子午断面的交角（胎冠角）一般为52°～54°，相邻层帘线相交排列。帘布层数愈多，强度愈大，但弹性降低。在外胎表面上注有帘布层数。第二十一章车桥和车轮斜交轮胎的优点是：轮胎噪声小，外